书城工业食品工厂设计
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第19章 食品工厂辅助部门及生活设施设计(3)

验收时必须符合国家的标准规范,应由化验室负责人和有关工程技术人员参加。验收完成后才能投入室内装修和使用,必须由合格的施工队负责,并安装工程管网和各种辅助设施,完工后同样必须经过验收,才能进行室内布置。

化验室正式投入运行后,化验室的基建工作才真正完成。化验室建设的所有图纸、资料均应妥善保存。

(二)中心实验室

1.中心实验室的任务

首先,中心实验室应该能够对供加工用的原料品种进行研究,如协助农业部门进行原料的改良和新品种的培育,对产品成分分析和加工,提出原料的改良方向,设计新配方以及采用新资源新原料等。

其次,制定并改良符合本厂实际情况的生产工艺。食品的生产过程是一个多工序组合的复杂过程,每一个工序又牵涉若干工艺条件和工艺参数。为寻求符合本厂实际情况(如工厂的设备条件、工人的熟练程度、操作习惯、各种原料的性质差异)的合理的工艺路线,往往需要进行反复试验与探索。一般需要先进行小样试验,再进行扩大试验,最后确定工艺路线及整套工艺参数才能进行批量生产。食品工艺也是常常需要改良的,中心实验室的研究人员要随时了解市场变化,根据市场变化改良本厂的生产工艺和产品。

第三,开发新产品。为使食品厂的活力经久不衰,必须不断地推出新的产品,中心实验室应有能为新产品的研究提供可靠的数据,对产品成分进行分析和加工实验,设计新配方,进行新产品的开发工作。

第四,对生产中出现异常情况时的物料进行测定,以便于分析和解决生产中出现的问题,并对事故的责任作出仲裁。

第五,研究新的原辅材料、半成品、成品等物料的分析检测方法。对出厂成品以及产品在销售过程中出现的质量问题进行检验和分析。

第六,根据国家标准和有关规定,制定本企业的企业标准。

第七,其他方面的研究。如原辅材料的综合利用,新型包装材料的研究,三废治理工艺的研究,国内外技术发展动态的研究等。

2.中心实验室的组成

中心实验室一般由感官分析室、理化分析室、微生物检验室、样品室、药品试剂室及试制场地组成。此外,还有办公室、资料室、计算机房、更衣室和卫生间等。

3.中心实验室对土建等工程的要求

(1)中心实验室的位置。中心实验室应远离易爆、易燃物、粉尘和有害气体,远离产生较大震动的建筑物、锅炉房、配电室、交通要道等,尽可能避免噪声的影响,做到环境清洁、幽雅。原则上,中心实验室应在生产区内,也可单独或毗邻生产车间,或安置在由楼房组成的群体建筑内。总之,要与生产密切联系,并使水、电、汽供应方便。

(2)中心实验室的面积。中心实验室的总建筑面积,包括使用面积和辅助建筑面积(如过厅、走廊、楼道、墙体横截面积等)。其总建筑面积可由各类分析实验室和辅助实验室的使用面积之和及建筑面积利用系数估算出:

建筑面积利用系数=各实验室与辅助实验室使用面积之和 总建筑面积对于单独建筑的中心实验室,其建筑面积利用系数一般取0-5~0-7。

(3)开间与层高。中心实验室层数不宜过高,以2~3层建筑为好,层高多取3-6~4-2m,宽度可采用3-6m或3-9m,进深6m左右,在每个6×3-6m2的小房间内,可靠墙设置两个长宽分别为3m和0-75m的化验台,且有较充裕的操作空间。

(4)门窗、地面和墙裙。

对温湿度要求较高的房间(如计算机房、仪器分析室、保温室等)需设置双层门窗,对于有恒温恒湿要求的房间和暗室则要建成无窗建筑。在有腐蚀性化学实验的实验室中,地面和墙裙均应贴敷瓷砖,其他实验室最好采用水磨石地面,墙壁喷涂浅色防潮涂料或水泥墙裙外涂浅色油漆,墙裙高度为1-2~2-0m。

(5)通风系统。

实验室的通风不仅包括新鲜空气的引入,还需注意灰尘、废气及其他测试过程中所产生的有害副产品的排除问题。实验室最好安装自动通风系统。

通风方式有局部排风和全室通风两种,局部排风是在有害物产生后就近排除,节能有效,被广泛使用。当不能使用局部排风或局部排风满足不了要求时,应该采用全室通风。

实验室通风系统设计指导思想是:

①有效、经济的原则,力求达到排除实验中所有污染气体的目的;

②采取将试验中产生的污染气体就近抽走,不使其扩散的措施;

③通风管路系统布局要合理,消除各种不合理因素、减少阻力和噪声;

④通风台面装置力求外型美观、布局合理,其高度和位置不影响实验装置的安装,不影响实验操作;

⑤合理的选择风机,防止或减少噪声和震动,便于安装和维护;

⑥考虑局部和全室通风的同时,兼顾给排水、煤气、电源线路的合理安排。

使用有害物质的实验过程,特别是会产生强烈刺激气味、废气或蒸汽的实验过程及分析化验项目,应设置通风橱,有独立的排气孔。如果实验室的面积小,数目少,可采用抽流式风机局部排风。

(6)水电供应。中心实验室应设专门的电源线路并保证电压稳定。估算实验室的总用水量,确定给水管径。下水管径可选粗些,以便排水通畅。实验室的强酸、强碱性废液,集中收集,然后经中和处理或充分稀释后可倒入排水管。

(7)采光与照明。实验室的照明灯具应采用日光灯或白炽灯,在有易燃、易爆物质的房间,设防爆灯,湿度大的房间采用密闭式灯具。

为了便于自然采光,中心实验室应坐北朝南建造,采用较高的楼层高度,以增加采光面积。采光面积比一般为1/4~1/60。

4.实验台的设计及室内布置

实验台设计的效果,不但影响到开展实验工作的方便程度,而且影响到实验室的平面布置。在设计时,实验台必须与有窗的外墙垂直排列,在化学分析室中,单面化验台一般靠墙放置,台宽0-75m左右,并在一端装备洗涤槽。双面化验台宽1-5~1-7m,在台的一端或两端装备洗涤槽。对于特殊实验台,根据仪器的要求,分析实验的特点单独设计。

在化学分析实验室中央配置从两面都能够操作的中央实验台,两边配置边实验台、测试台、通风柜、药品柜、干燥柜等,根据需要配备净化台、恒温恒湿设备。

为了便于分析仪器的操作使用,分析仪器使用的特殊气体的配管,应该尽量接近分析仪器。

5.实验室其他配套设施设计

(1)实验台面。

常用材料有环氧树脂台面、耐蚀实心理化板、TRESPA(千思板)等,均为耐酸碱、耐撞击、耐热的特性。

(2)实验用柜。包括药品柜、专用柜两大类。药品柜主要放置固体化学试剂和标准溶液,两者分类放置。药品柜应设置玻璃门窗,柜体也应具有一定的承重能力和防腐蚀性。专用柜包含样品柜(设分隔且可贴标签等的隔板)、药品保管柜(木制或钢制)、危险品保管柜(不锈钢制作或耐火砖砌而成)、玻璃器皿干燥和保管柜(设有用导轨与柜体固定托架)。除此之外,还有工具柜、杂品柜、更衣柜等。

(3)椅凳、洁净柜、安全柜。

根据实验需要,工作椅凳通常用圆凳,钢制可调节高度。仪器实验室可配备带滑轮的靠背椅,便于操作。

洁净柜又称超净工作台,可提供无菌、无尘的洁净操作环境。根据气体的流向可分为水平层流和垂直层流,规格有单人、双人、单面、双面,也可串联使用。

生物安全柜是微生物实验操作的主要洁净设备,可防止可能存在的有毒有害悬浮颗粒的扩散,保护实验过程中操作者和环境的安全,也可保护操作过程中样品免受污染。

(4)通风柜。

通风柜用于实验室局部排风,通风柜的性能好坏,主要取决于通过通风柜空气移动的速度。实验室通风柜主要有顶抽式通风柜、狭缝式通风柜、旁通式通风柜、补风式通风柜、自然通风式通风柜和活动式通风柜这六类。根据实验室实际需要情况选用。

(5)安全设施。

主要指实验室室内设计的安全距离等。安全门作为疏散通道,通常门宽0-9~1-5m,其中单门一般为0-9m,双门有1-2m、1-4m、1-5m等。对于主通道,若两个实验台双面操作,安全距离应≥1-5m;单面操作≥1-2m;有排毒柜的话,距离应≥1-5m,且特别注意排毒柜不能放置在靠近门口的位置。实验室内部的消防通道最少应留1-5m宽。

6.中心实验室的规划设计

中心实验室规划设计涉及到的内容很多,如实验室内的仪器设备、卫生要求、建筑和人员安全、防火要求、电路布线、给排水等。设计现代化的实验室,首先要确定实验室的性质、目的、任务、依据和规模;确定各类实验室功能、条件以及规模大小;了解室内空间的总体概念以及天花板的类型和高度等。要针对不同的实验室采用不用地面。墙面包括柱体的位置、窗台高、踢脚板的宽度等都要确定。对上述情况充分了解后进行中心实验室的规划设计。

首先要确定实验室空间的大小,其决定因素如下:实验台的大小及各种装置所占的面积、实验台的配置与作业内容、室内的通路空间(尤其是作业空间要充分考虑)、与采光有关问题以及与其他实验室或实验台之间的相互关系及作业顺序。在规划平面配置图时,要在深入调查、再三审核实验台的位置、作业流程、人员的配置、通道的宽度等之间的关系后,决定出设备的配置图。

不同实验室有不同的要求,化学实验室通常在实验室中央配置两面操作的中央台,两边配置边台、测试台、通风台、药品柜、干燥柜等,根据需要配备净化台、恒温室设备。在微生物实验室中,需要可靠性高的无菌、无尘环境,可在进口处设置洗涤台和干燥台。

在中央台和边台上,安装试剂架和万向支架,用来放置用于不同实验的反应管,抽离管等器具。另外在实验台上要引入特殊气体配管,以及作为冷却用的给排水管,在通风柜内部安装固定器具的万向支架。

为了便于分析仪器的操作使用,实验室中央需要配备单面使用的仪器台,外墙配置测试台,分析仪器使用的特殊气体的配管,并尽量接近分析仪器。

中心实验室的建设规划包括平面布置、设计的实施、建筑施工和验收参考“化验室”有关内容。

三、原料及成品等仓库的设计

(一)仓库的概念及分类

仓库即所有储存物资的场所。按不同的分类特征,食品企业的仓库的分类主要有以下4种:

(1)按仓库在社会再生产中的作用和所处领域不同分为食品生产企业仓库和食品流通领域仓库。食品生产企业仓库又可细分为食品原料仓库(包括常温库、冷藏库)、辅助材料仓库(存放油、糖、盐及其他辅料)、包装材料库(存放包装纸、纸箱、商标纸等)、设备库、工具库、劳保用品库等。食品流通领域仓库又可分为成品库、中转仓库、储备仓库等。

(2)按仓库存放物资的种类和保管条件分为通用仓库、特种仓库、专门仓库等。

(3)按仓库是否独立经营分为营业性仓库和非营业性仓库。

(4)按仓库的建筑结构不同分为库房、货棚和露天货场。

(二)仓库设计的基本点

仓库设施设计最为重要的是把握下列基本点:

(1)设计要先进;

(2)除不得已的情况下,要避免建造木质仓库,可设计成多用途仓库;

(3)掌握仓库的性质与种类及各种仓库的目的;

(4)仓库的职工人数应尽可能少;

(5)仓库的内部设计要把保管前的作业、保管作业、保管后的作业,综合设计成物资连续流动的系统;

(6)事务处理要求简化,要预先注意便于实现电子计算机化;

(7)在允许条件下,设置空调装置;

(8)有较好的视野;

(9)不论利用海运或陆运,货物的进出,要使设备达到平衡。

仓库的设计要采用新的、具有现代化的仓库管理要素,要了解经办物资的价值,并针对其特性进行仓库设计。

(三)食品工厂仓库的平面布置要求

仓库的平面布置是指在已经选定的库址上,对仓库各种主要建筑物在规定的库区范围内进行合理的布置。将各建筑物、各区域间的相对位置,反映在一张平面图上,称为仓库的总平面图。

仓库的平面布置主要取决于仓库的业务流程和运输条件。仓库的平面布置应当尽量保证物资从验收入库、保管保养直至出库等一系列作业过程中,不发生重复拖运、迂回运输等问题。

在确定某一仓库具体位置时,要综合考虑工厂仓库存料、保管条件、作业方式、服务对象等各方面的因素。

1.工厂仓库的组成

总体上看,工厂仓库一般分为两大类。一类是全厂性仓库,也称为中心仓库或总仓库;一类是车间仓库,也称专用仓库或分库。

全厂性仓库是为全厂服务的,如通用器材库、工具库、设备库、配套件及协作件库、劳保用品库等。车间库是为本车间或主要为本车间服务的仓库,如金属材料库、燃料库等。

2.对工厂仓库布置的基本要求

工厂仓库的平面布置应遵循工厂总平面布置的原则,同时还要根据仓库的特有功能满足以下几方面要求:

(1)与工厂生产工艺流程相适应;

(2)仓库应尽量接近所服务的车间;

(3)仓库要有方便的运输条件;

(4)在总平面布置中尽量减少仓库占地;

(5)有利于工厂的劳动卫生和防火安全。